فرونشست زمین، به پایین رفتن سطح زمین در نتیجه‌ی جابه‌جایی مواد در زیر زمین گفته می‌شود. فرونشست معمولاً هنگامی رخ می‌دهد که مقادیر بسیار زیادی از ذخایر آب‌های زیرزمینی برداشت شود. هنگامی که استخراج آب زیرزمینی بیش از حد باشد، فضاهای میان سنگ‌ها و رسوبات متخلخل که توسط آب پر شده بود، خالی می‌شود. در نتیجه فشار لایه‌های بالایی زمین باعث تراکم رسوبات و در نهایتاً فرونشست زمین می‌شود.
فهرست محتوا
عوامل فرونشست زمین
فرونشست زمین اغلب بر اثر برداشت بی رویه‌ی آب زیرزمینی، نفت و گاز یا منابع معدنی رخ می‌دهد. فرونشست همچنین می‌تواند بر اثر پاره‌ای از عوامل طبیعی و غیرطبیعی دیگر نیز ایجاد شود. زمینلرزه‌ها، فشرده شدن خاک (بر اثر بارگذاری یا به طور طبیعی)، فرسایش و شست و شوی خاک، انحلال سنگ‌های کربناته و سولفاته، تعادل ایزوستاتیک یخچال‌ها و … از جمله عواملی هستند که می‌توانند فرونشست زمین را موجب شوند.
احتمالاً تا به حال حفره‌های عمیق در زمین‌های کشاورزی یا اطراف چاه‌های استخراج آب زیرزمینی را دیده باشید. چنانچه فرونشست زمین در یک ناحیه‌ی نسبتاً کوچک رخ دهد، به شکل فروچاله نمایان می‌شود. تصویر فوق یک نمونه از این فروچاله‌ها را نشان می‌دهد که در یک زمین کشاورزی در استان همدان تشکیل شده است.
با این وجود، مشاهده و درک فرونشست زمین در مقیاس وسیع، بسیار متفاوت عمل خواهد کرد. مناطق بسیار زیادی از کشور ایران، از جمله استان‌های تهران، اصفهان، کرمان، همدان و … همواره با مشکلات ناشی از فرونشست زمین مواجه هستند. هنگامی که در بلند مدت، میزان برداشت آب از چاه‌ها بیش از میزان تغذیه‌ی آن‌ها باشد، چنین رخدادی دور از تصور نخواهد بود.
مطالعه فرونشست زمین
فرونشست‌ها با توجه به مسائلی که برای سازه‌ها و محیط زیست به وجود می‌آورند، بایستی مرتباً مورد بررسی و پایش قرار گیرند. در صورتی که سطح زمین در یک ناحیه بیش از حد افت کند، بایستی اقدامات مناسب جهت جلوگیری از بحران در نظر گرفته شود.
بررسی فرونشست‌ها در مقیاس وسیع می‌تواند با استفاده از ایستگاه‌های GPS صورت گیرد. در این شیوه، ارتفاع نسبی سطح زمین (مثلاً محاسبه‌ی فاصله‌ی سطح زمین از ماهواره) اندازه‌گیری می‌شود. البته از آنجایی که عوامل دیگری نظیر حرکات تکتونیکی نیز در بالا و پایین رفتن سطح زمین دخیل هستند، بایستی عوامل تغییر دهنده‌ی ارتفاع را از یکدیگر تفکیک کرد.
یکی دیگر از راه‌های سنجش میزان افت سطح زمین، لوله گذاری است. در این شیوه، لوله‌های طویلی را به صورت قائم در زمین کار می‌گذارند. در صورت ایجاد نشست در زمین، لوله همچنان سرجای خود باقی می‌ماند و از روی ارتفاع لوله در بالای سطح زمین، می‌توان میزان افت قائم سطح زمین را به دست آورد. از روش‌های دیگری همچون ترازسنجی (نقشه برداری) و ترک سنج‌ها نیز می‌توان برای بررسی میزان فرونشست به ویژه در سازه‌ها استفاده کرد.
مخاطرات فرونشست زمین
فرونشست زمین بر اثر برداشت منابع تحت الارضی به‌ویژه استخراج از سفره‌های آب زیرزمینی در سرتاسر جهان مشاهده شده است. به طور کلی بیش از ۸۰ درصد فرونشست‌ها به دلیل برداشت آب‌های زیرزمینی رخ می‌دهند. عامل افزایش این برداشت‌ها نیز رشد جمعیت و نیاز روز افزون به منابع آب جهت مصارف کشاورزی، صنعتی و شرب می‌باشد.
یکی از خسارات جبران ناپذیر افت قائم سطح زمین بخصوص در نواحی شهری، تخریب ساختمان‌ها است. این پدیده‌ی ویرانگر که زلزله‌ی خاموش نیز نامیده می‌شود، امروزه مناطق بسیاری از کشور ما را طعمه‌ی خویش قرار داده است. از آنجایی که میزان فرونشست در نقاط مختلف زیر یک سازه با یکدیگر یکسان نیست، معمولاً ساختمان‌ها دچار کج شدگی، ترک خوردگی و در نهایت ریزش یا سقوط کامل می‌شوند.
از دیگر پیامدهای ناشی از فرونشست زمین، تغییر ناهمسان در ارتفاع و شیب رودخانه‌ها، آبراهه‌ها و سازه‌های انتقال آب و مایعات است. در چنین وضعیتی، انتقال سیالاتی همچون آب، فاضلاب و نفت با مشکلات جدی مواجه خواهد شد. و حتی در مواردی، احتمال شکستن لوله‌ها و یا آبگذری بر اثر شکسته شدن کانال‌ها نیز وجود خواهد داشت.
همچنین شکستن یا بیرون زدن لوله جدار چاه‌ها در نتیجه‌ی فرونشست زمین، باعث ایجاد اختلال در بهره‌برداری از منابع آب زیرزمینی و ماسه دهی چاه‌ها می‌شود.
در مناطق ساحلی، افت قائم زمین در اثر فرونشست باعث پیشروی دریا و به زیر آب رفتن سازه‌های ساحلی می‌شود. مشابه این مورد برای دیگر مناطق پست و کم ارتفاع نیز قابل تصور است.
خسارات یاد شده، هر یک به نحوی قابل جبران هستند؛ با این وجود جبران پاره‌ای از مسائل ناشی از فرونشست زمین ممکن است بیش از هزاران سال به طور بیانجامد. کاهش برگشت ناپذیر همه یا بخشی از مخازن آب و نفت زیرزمینی در نتیجه‌ی کاهش تخلخل مفید نهشته‌ها، کاهش میزان نفوذپذیری سطحی و در نهایت تغییر توپوگرافی و توسعه‌ی دشت‌های بیابانی و سیلابی از جمله مخاطراتی هستند که در پی فرونشست زمین بروز می‌کنند.
مدیریت فرونشست زمین
با توجه به توضیحاتی که ارائه شد، واضح است که بایستی در جهت مدیریت و مبارزه با فرونشست زمین اقدامات فوری انجام گیرد. چرا که با پیشروی وضع موجود، علاوه بر از بین رفتن آبخوان‌ها، انواعی از مسائل زیست محیطی و عمرانی به وجود خواهد آمد.
آب‌های زیر زمینی تغذیه‌ی محدودی دارند. از این رو برداشت بی رویه، در کنار عدم ایجاد تغذیه مصنوعی در فصول پربارش، سرانجام به اتمام این سرمایه‌های ارزشمند ختم خواهد شد.
در رأس اقدامات قابل انجام، مدیریت صحیح منابع آب جای دارد. کشور ایران با توجه به اقلیم نیمه خشک و جمعیت در حال افزایش، از این حیث در معرض خطرات جدی‌تری قرار دارد. با تصحیح روش‌های آبیاری در کشاورزی، می‌توان تا حدود زیادی استفاده از ذخایر آب زیرزمینی را کاهش داد.
علاوه بر این، متأسفانه در بسیاری از مناطق کشور، هیچگونه تفکیکی میان آب شرب و صنعتی وجود ندارد. نتیجه‌ی آن خشک شدن چاه‌ها و قنات‌ها و متعاقباً روی آوردن به چاه‌های عمیق‌تر است؛ که به در نوع خود خسارات جبران ناپذیر زیست محیطی را موجب می‌شود.
در کنار راهکارهای ذکر شده، توجه به نحوه‌ی تأمین آب به عنوان لازمه‌ی زندگی برای جمعیت روز افزون کشور از جمله موارد مهمی است که بایستی از سوی دولت بیشتر به آن پرداخته شود.
